Robotisation, automatismes, contrôle de mouvement à l'honneur en agroalimentaire

Le 26/04/2017 à 0:00

Un consortium de sociétés bretonnes mettait en avant un projet collaboratif portant sur la maintenance prédictive via une démonstration autour d'un îlot robotisé de palettisation de sacs. Deux scénarii étaient présentés : le suivi prédictif et la simulation d'une dégradation d'un actionneur pneumatique du préhenseur, et ceux d'une usure ou d'un dérèglement mécanique du préhenseur.

C. Lardière

S i cela fait déjà quelques éditions que les démonstrations mettant en œuvre des robots ont fait leur apparition sur certains stands, lors de la 21 e édition du Carrefour des fournisseurs de l'industrie agroalimentaire (CFIA ; voir encadré page 31 ), l'usine du futur, ou l'industrie 4.0 pour les germanophones, est réellement devenue l'une des préoccupations, voire la préoccupation principale, des industriels de l'agroalimentaire. Pour preuve la prolifération des robots et autres cobots (robots collaboratifs), tels que Lynx, le robot mobile proposé par le japonais Omron Adept Technologies –Omron a racheté l'américain en septembre 2015–, la cellule robotisée de palettisation de FlexLink Systems (groupe italien Coesia), qui repose sur un robot du danois Universal Robot (UR), l'application de robotique coopérative personnalisant par gravure laser une tasse en verre sur le stand de l'allemand Sick, qui intègre des détecteurs laser Microscan et S3000, un robot LBR iiwa de son compatriote Kuka, ou le nouveau robot FastPicker TP80 HE du suisse Stäubli, la pince prototype Co-act JL1 de l'allemand Schunk.

Des convoyeurs « intelligents » chez deux exposants

Ou encore le désormais bien connu cobot à deux brasYuMi de l'helvético-suédois ABB, qui jouait cette fois aux Lego, le robot collaboratif à deux bras et muni d'yeux Baxter de l'américain Rethink Robotics présenté dans le cadre de l'animation sur l'«Usine alimentaire du futur». À côté de solutions de gestion des flux et des commandes, de solutions d'hygiène et de sécurité, ainsi que de solutions pour les utilités, un consortium de sociétés bretonnes, dont OET (automatisme et robotique), EMA Ingénierie (ingénierie et process mécanique), RF-Track (capteurs) et Acsystème (traitement de données), mettait en avant un projet collaboratif issu du programme Agretic et portant sur la maintenance prédictive (ou maintenance 4.0) au travers d'une démonstration autour d'un îlot robotisé de palettisation de sacs. Deux scénarii étaient présentés : le suivi prédictif et la simulation d'une dégradation d'un actionneur pneumatique du préhenseur, et le suivi prédictif et la simulation d'une usure ou d'un dérèglement mécanique du préhenseur.

Pour l'organisateur GL events Exhibition, les exposants et les visiteurs, l'édition 2017 du Carrefour des fournisseurs de l'industrie agroalimentaire (CFIA) s'est déroulée sous le signe du business et de la convivialité, en accueillant 1 450 exposants et 20 063 visiteurs, un nouveau record.

Sur son stand, Rockwell Automation présentait le système de convoyage magnétique « intelligent » iTrak qui se caractérise par sa flexibilité, la précision des arrêts et la très grande facilité de maintenance.

Sur le stand de l'américain Rockwell Automation était présenté le système de convoyage magnétique « intelligent » iTrak, issu du rachat en février 2016 de son compatr iote MagneMotion. « Contrairement aux convoyeurs traditionnels composés de moteurs, de vérins et de capteurs, qui ne sont pas flexibles et qui sont soumis à un risque de pannes élevé, le système iTrak se caractérise également par une précision des arrêts de l'ordre de 0,1 à 0,2 mm et la très grande facilité de maintenance. En réduisant les coûts de surface, les stocks tampons et les consommations énergétiques, cette technologie développée à l'origine par des chercheurs du Massachusetts Institute ofTechnology (MIT) permet de repenser les flux dans une usine », affirme Manuel Ribier, Solution Architect Motion Control chez Rockwell Automation France.

Parmi les autres nouveautés du fabricant, citons les entrées/sorties distribuées 1719 Ex intrinsèquement sûres pour les environnements extrêmes et faisant partie intégrante de la solution Connected Enterprise, la nouvelle version du logiciel FactoryTalk Batch qui améliore la réactivité des systèmes de traitement par lots et augmente la productivité, l'application FactoryTalk TeamONE dont le rôle est d'accélérer la collaboration et de réduire les délais d'intervention et de réparation, ainsi que les solutions d'analyse évolutives et étendues Scalable Analytics et les outils d'analyses disponibles dans le cloud pour les constructeurs de machine.

Parmi les nouveautés présentées par B&R, on pouvait découvrir les servomoteurs brushless 8WS, des modèles compacts venant étendre la gamme existante du fabricant. Fournissant une puissance continue de 7 à 205 W et disponibles en quatre diamètres différents, ils permettent d'automatiser des éléments de machines qui ne pouvaient pas l'être jusqu'à présent.

Des moteurs IE4 en inox pour l'agroalimentaire…

L'autrichien B&R mettait en avant, lui aussi, un système de convoyage «intelligent», le SuperTrak. Il se distingue par un déplacement précis, dynamique et individuel des navettes, grâce à des moteurs linéaires à stator long, et à une maintenance significativement réduite par rapport aux convoyeurs classiques –les navettes sont mises en mouvement sous l'effet de la seule force électromagnétique, seulement quand cela est nécessaire, et elles peuvent être remplacées ou ajoutées en quelques secondes. Le SuperTrak se programme dans le logiciel Automation Studio de B&R, et un PC industriel du fabricant permet de contrôler le mouvement des navettes, voire une autre machine en parallèle, ou de communiquer avec un ERP via OPC UA ( voir notre article page 22 ). « Il est même possible de contrôler directement un robot pour l'asservir, d'une manière très précise (à 1 ms près) à des palettes qui se déplacent sur le convoyeur,par exemple », indique Stéphane Potier, responsable marketing technologique de B&R.

Les visiteurs pouvaient par ailleurs découvrir sur le stand de l'autrichien les servomoteurs brushless 8WS, des modèles compacts venant étendre la gamme existante du fabricant, ainsi que le logiciel mapp View. « Les servomoteurs 8WS, fournissant une puissance continue de 7 à 205 W avec une tension de 60Vcc, disponibles en quatre diamètres différents (de 17 à 40 mm) et certifiés IP54, IP66/67 ou IP69K,permettent d'automatiser des éléments de machines qui ne pouvaient pas l'être jusqu'à présent, les servomoteurs proposés étant trop grands », rappelle Stéphane Potier. Quant à mappView, la solution permet de créer des visualisations basées sur les standards du Web à l'aide d'éléments graphiques (widgets). Ces derniers intègrent toutes les fonctionnalités requises pour l'interface utilisateur, y compris des photographies, des vidéos. Il suffit de les déplacer avec la souris à l'emplacement souhaité, puis de les paramétrer pour créer des pages écran, sans connaissance en programmation web.

Les variateurs à forte puissance se font tout « petits »

À l'occasion du salon CFIA, le danois Danfoss a dévoilé le nouveau design du format E de ses variateurs VLT, faisant de ces derniers les plus compacts du marché dans leur gamme de puissance.

« Les modèles Aqua Drive FC 202, AutomationDrive FC 302,HVAC Drive FC 102 et Refrigeration Drive FC 103 sont désormais disponibles avec une puissance de 355 à 560kW,en 400 V et plus de 1000A (rendement de 98%),pour une largeur de seulement 700mm,au lieu de 2m auparavant », indique Nicolas Bard, Drivers Business Development Refrigeration Segment Manager chez Danfoss Drivers.

Ces spécifications ont été rendues possibles grâce à l'optimisation des composants de puissance et à leur nouveau concept de refroidissement de type «heat pipe». Le refroidissement par canal arrière permet d'évacuer 90% des pertes calorifiques du variateur à l'extérieur du local électrique, seules 10% de ces pertes liées à l'électronique du variateur étant dissipées dans le local.

« Cette séparation des flux d'air entre la partie puissance et la partie commande permet d'augmenter la fiabilité du produit – le flux d'air de la partie commande étant plus faible,les cartes électroniques sont moins soumises aux aléas de la qualité d'air de refroidissement – ,ainsi que de réduire les coûts liés à la ventilation ou la climatisation du local électrique », explique Nicolas Bard. Avec le gain en volume possible, de l'ordre de 73 % par rapport au design précédent, les variateurs se distinguent par ailleurs par une installation, une mise en service et une gestion plus faciles. L'installation peut se faire en montage autonome (IP21 ou IP54) ou pour une intégration en armoire (IP20), les options intégrées (fusibles, interrupteurs de puissance, etc.) éliminant la nécessité d'une armoire supplémentaire.

Un espace plus grand pour le câblage, un accès facilité aux bornes de raccordement –les bornes de l'alimentation et du moteur sont disponibles sur le même plan–, un nombre réduit de pièces contribuent à simplifier la maintenance.

Quant à Leroy-Somer,dont l'acquisition par le groupe japonais Nidec a été finalisée le 1 er février 2017, il dévoilait en avant-première le Commander ID300, un nouveau variateur intégré et optimisé pour les moteurs asynchrones IMfinity (puissance de 0,25 à 7,5kW). Les avantages du Commander ID300 s'articulent autour de la fiabilité de sa conception, de la sécurisation des machines et du process (conformités SIL 3 et PL e), de performances machines optimisées (API embarquée pour des programmes d'automatisme avec tâche en temps réel, sept modules de communication, application pour pompes intégrée…) et d'une facilité d'utilisation. Le fabricant présentait également ses tout derniers engagements de délais et de services : Disponibilité Express et Disponibilité 20JOT (moteurs IMfinity disponibles en 20 jours ouvrés, sans limite de quantité).

Sur le stand d'ABB trônaient deux démonstrations sur les moteurs, l'une avec le nouveau motoréducteur encapsulé IEC en acier inoxydable (IP69K) Inox pour l'agroalimentaire et l'autre avec un moteur à réluctance IE4 présentant la même taille qu'un modèle IE2. « Nous avons également renouvelé presque toute notre gamme de variateurs avec l'introduction récente des modèles ACS380 (puissance de 0,25 à 7,5 kW ,tension de 200 à 480V),ACS480 (0,75 à 11 kW, 380 à 480V) et ACS880 (0,37 à 37 kW, 200 à 500V) », explique Alain Beliah, responsable support technique Machinery Drives & Motion Control et support avant-venteVariateur de vitesse AC basse tension à la division Discrete Automation & Motion d'ABB France.

Enfin le groupe helvético-suédois a introduit les «Connected Services », solution clé de sa stratégie de numérisation à long terme. Cet ensemble de services connectés se décline en cinq solutions modulables (Supervision et diagnostic, Gestion des sauvegardes, Accès à distance, Évaluation des installations et Optimisation), via les contrats de services «Robot Care» adaptés selon les besoins de production. Une fois un robot du constructeur connecté aux «Connected Services» et donc les services déverrouillés, il est possible de réduire jusqu'à 25% le nombre d'inci-dents et d'améliorer jusqu'à 60 % le niveau de réactivité en cas de besoin, garantissant ainsi des performances, une disponibilité et une durée de vie du robot améliorées.

Autres nouveautés vues au fil des allées…

l BA Systèmes : outil logiciel d'analyse et de diagnostic Analyzers by BA pour l'optimisation de la performance des processus intralogistiques

l Bodet-Osys : solutions de suivi de production en temps réel Quartis One pour les PME et Quartis Pro Plus pour les ETI…

l Best Water Technology (BWT) France : solution de gestion pour le diagnostic et le suivi du cycle de l'eau dans l'industrie Bluwell

l Eurotherm (groupe Schneider Electric) : versions triphasées du contrôleur de puissance EPack, avec contrôle de deux ou trois phases

l Pepperl+Fuchs : détecteurs ultrasoniques tout inox UMB800…

l Pilz : contrôleur de mouvement autonome PMCprimo MC…

l Schmersal : création du département de formation, conseil et services indépendant tec.nicum, gamme d'automate de sécurité programmable Protect PSC1…

l Wago : automate PFC200 avec connexion 3G, famille Compact Power dans la gamme d'alimentations à découpage Epsitron, commutateurs Ethernet industriels 8 ports 852-1102 et 852-1112, disjoncteurs électroniques 2, 4 ou 8 voies 787-166x/000-054…

l Yokogawa Electric : version R6.03 du système de contrôle de production Centum VP, modules CPU NFCP501 et NFCP502 pour son contrôleur autonome FCN (système Stardom)…

… et des variateurs en tous genres

Du côté, le groupe allemand Siemens mettait en avant la version 14 de sa plateforme d'ingénierie globale et intuitive

Totally Integrated Automation (TIA) Portal, les variateurs de vitesse Sinamics V20, G120 et S120, ainsi que les contrôleurs Simatic S7-1200 et S7-1500.Associés à Simotion, ces derniers constituent des références en matière de performances, pour les petites ma-chines de série comme pour les installations complexes ayant de grandes exigences en termes de rapidité. La version 14 deTIA Portal permet de réduire le temps de mise sur le marché, grâce à la création d'un jumeau numérique du contrôleur, qui facilite la simulation et l'évaluation de l'installation toute entière, et des générateurs automatiques remplaçant la programmation, notamment pour les IHM, et accélérant le développement d'applications. La nouvelle version vise également à optimiser la productivité avec des outils de gestion de l'énergie, du contrôle de mouvement et des diagnostics d'erreur.

Sur le stand d'ABB trônaient deux démonstrations sur les moteurs, l'une avec le nouveau motoréducteur encapsulé IEC en acier inoxydable (IP69K) Inox pour l'agroalimentaire (ci-contre) et l'autre avec un moteur à réluctance IE4 présentant la même taille qu'un modèle IE2.

Quatre entreprises primées aux Trophées de l'innovation

C'est lors de la soirée de gala de la 21 e édition du CFIA, le mardi soir, que le nom des quatre lauréats des Trophées de l'innovation, pour autant de catégories différentes, a été révélé : Linde France, Plastobreiz, Le Coq Noir et Mutual Audit.

Parmi la centaine de nouveautés présentées, ce sont quatre entreprises qui ont été récompensées lors des Trophées de l'innovation lors de la soirée de gala organisée le premier jour. Dans la catégorie Équipements et Procédés, le lauréat est Linde France pour son concept Cryo-Pulsion, à savoir un procédé Genialis qui permet de produire des billes parfaitement IQF à partir de matrices visqueuses ou liquides, ayant des propriétés particulières ; pour la catégorie Emballages & Conditionnements, c'est Plastobreiz pour U CAN, dont le concept repose sur l'assemblage de deux produits d'univers différents ; dans la catégorie Ingrédients & PAI, Le Coq Noir a été récompensé pour les Variantes de légumes qui sont des marquants de légumes crus croquants, sans jus, vinaigrés et salés à longue conservation ; et, enfin, dans la catégorie Qualité, Hygiène, Sécurité, Environnement, c'est Mutual Audit pour sa plateforme de mutualisation des audits fournisseurs pour les industries de biens de grande consommation.

Le groupe Omron, lui, présentait une ribambelle de nouveaux produits, à savoir la série des servomoteurs 1S, le contrôleur de machine NX1 et toute une gamme de composants pour les armoires d'automatismes. Compléments de la solution d'automatisation Sysmac – ils utilisent donc le logiciel Sysmac Studio –, les servomoteurs 1S disposent de fonctionnalités permettant d'optimiser chaque étape de leur utilisation, de la conception à la production. Les éléments désormais intégrés réduisent en effet jusqu'à 20 % les coûts cachés des servomoteurs traditionnels, les éléments externes tels que borniers d'entrées/ sorties, relais pour le frein, batteries, câbles de commande, de sécurité et pour le codeur absolu n'étant plus nécessaires.

Sur le stand du danois Danfoss, les visiteurs pouvaient découvrir le nouveau design du format E de ses variateursVLT ( voir encadré page 28 ) et le variateurVLT Midi Drive FC 280 destiné aux fabricants de machines. Ce dernier se distingue notamment par ses fonctionnalités (conversion d'une entrée impulsion en référence de vitesse, régulateur PID intégré, prise en charge des applications de positionnements absolu et relatif) et sa flexibilité, en termes de communication (Modbus RTU en stan-dard, Profinet, Powerlink, EtherNet/IP, Profibus DP,CANopen),de connectique –tous les connecteurs (alimentation, entrées/sorties, moteurs) sont entièrement amovibles.

À côté de la version 14 de sa plateforme d'ingénierie globale et intuitive Totally Integrated Automation (TIA) Portal, Siemens présentait également aux visiteurs les variateurs de vitesse Sinamics V20 (ci-dessus), G120 et S120, ainsi que les contrôleurs Simatic S7-1200 et S7-1500.

S'il ne fallait retenir qu'une seule des innovations du côté du groupe français Schneider Electric – Eurotherm était également présent sur un stand juste à côté ( voir encadré page 29 ) –, c'était la plateforme applicative industrielle InTouch Omi deWonderware.Présentée comme la plus importante évolution logicielle de l'éditeur depuis ces quinze dernières années, « InTouch Omi redéfinit le rôle et la fonction de la supervision indus-trielle. La plateforme applicative a été conçue pour apporter aux utilisateurs une nouvelle expérience d'usages, quel que soit le support de travail, et pour gagner du temps en développement, un élément crucial dans un monde où tout est connecté », rappelait la société lors de l'annonce de la solution.

Tommy Le Ster, responsable des ventes Grand Ouest, précise : « la nouvelle interface graphique InTouch Omi,pour Operations Management Interface, répond à la norme ISA 106, permet de répartir des données dans différentes fenêtres (écrans de bureautiques, murs d'images multi-écrans, smartphones,tablettes numériques),d'où une meilleure perception de la situation et un meilleur accès aux détails (nouveaux objets évolués synthétiques, possibilité de rejouer un scénario dans les graphiques, synoptique personnalisable par l'opérateur) .» Au-delà des automatismes et des robots, l'édition 2017 du CFIA a été l'occasion pour bien d'autres exposants de dévoiler et de présenter leurs nouveaux produits en instrumentation de process, en capteurs et détecteurs, en régulation, en analyse. Nous reviendrons sur les innovations majeures dans notre prochaine édition.

La fréquentation a dépassé les 20 000 visiteurs

« Pour les exposants et les visiteurs, l'édition 2017 du Carrefour des fournisseurs de l'industrie agroalimentaire (CFIA) s'est déroulée sous le signe du business et de la convivialité,en affichant un bilan plus que positif », annonce GL events Exhibition, l'organisateur du salon qui s'est tenu du 7 au 9 mars dernier au Parc Expo Rennes Aéroport (Ille-et-Vilaine). Juste quatre nombres: 1450 exposants, 40000m 2 d'exposition, plus de 500 machines en fonctionnement et 20063 visiteurs ! L'organisateur a d'ailleurs enregistré un record de fréquentation en termes de visitorat, un visitorat issu de toutes les fonctions de l'usine, aussi bien la production, la qualité et la maintenance, que la R&D, le bureau d'études, les achats et la direction.

Preuve s'il fallait encore en douter que « le CFIA est bel et bien toujours l'événement de référence pour les acteurs des industries agroalimentaires désireux de construire,d'investir,d'améliorer, de moderniser et d'optimiser la production », insiste GL events Exhibition. Rendez-vous est d'ores et déjà donné du 13 au 15 mars 2018, au Parc Expo Rennes Aéroport, pour la 22 e édition.